(57)【要約】  本発明は、風力発電所航空機ビーコンシステム、およびこのような風力発電所航空機ビーコンシステムを有する風力発電所（１１２）、風力発電所（１１２）をビーコニングする方法に関する。この目的のために、本発明は、複数の航空機ビーコン装置（３０）を備え、また、画像を受信する少なくとも１つのカメラ（２０）、飛行物体の位置を検出する評価装置（２４）を備えている。評価装置（２４）は、カメラのデータ、特に、記録された画像を評価することによって、飛行物体の位置を検出する。さらに、風力発電所航空機ビーコンシステムは、評価装置（２４）によって検出された飛行物体の位置に応じて、少なくとも１つの航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオンまたはオフするスイッチング装置（２８）を備えている。【選択図】図２
2019527312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの航空機ビーコン装置（３０）と、
画像を記録する少なくとも１つのカメラ（２０）と、
前記カメラのデータ、特に、記録された画像を評価することによって、飛行物体の位置を検出する評価装置（２４）と、
前記評価装置によって検出された前記飛行物体の位置に応じて、少なくとも１つの航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオンまたはオフする少なくとも１つのスイッチング装置（２８）と、
を備えた風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項２】
前記カメラ（２０）のレンズ（３６）と前記評価装置（２４）とは、特に、それらのサイズとは無関係に、前記カメラの所定の第１距離の範囲内に位置する飛行物体を検出するように、および／または、所定の第２距離の範囲外にある飛行物体を検出しないように、調整される、
請求項１に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項３】
少なくとも１つのカメラ（２０）は、好ましくは、水平および／または垂直に旋回可能および／または回転可能な赤外線カメラである、
請求項１または２に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項４】
少なくとも１つのカメラ（２０）は、好ましくは、水平および／または垂直に旋回可能および／または回転可能な写真および／またはビデオカメラである、
請求項１から３のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項５】
前記カメラ（２０）は、立体視プロセスに基づいて動作する立体カメラ（２０）またはカメラ（２０）である、および／または、前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、少なくとも２つのカメラ（２０）を備えている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項６】
前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、少なくとも３つのカメラ（２０）を備え、前記カメラは、互いに離れた位置、あるいは本質的に同じ位置に配置されている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項７】
前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、ソナー装置および／またはレーザ範囲測定装置またはレーザ距離測定装置のような、特に、通過時間測定を伴う少なくとも１つの距離測定装置（３７）を有している、
請求項１から６のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項８】
前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、移動体送信機、特に、無線飛行トランスポンダの信号を受信する少なくとも１つの受信機を有している、
請求項１から７のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項９】
前記風力発電所用の前記スイッチング装置（２８）内にセクタ（３２）が定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電所（１１２）周辺の所定の前記セクタ（３２）の範囲内にある１つ以上の飛行物体の位置が前記評価装置（２４）によって検出された場合、少なくとも１つの前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオンする、あるいはスイッチオンしたように、設計されている、
請求項１から８のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１０】
前記風力発電所用の前記スイッチング装置（２８）内にセクタ（３２）が定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電所（１１２）周辺の所定の前記セクタ（３２）の範囲内に飛行物体がないことが前記評価装置（２４）によって検出された場合、少なくとも１つの前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオフする、あるいはスイッチオフしたように、設計されている、
請求項１から９のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１１】
正確に１つの航空機ビーコン装置（３０）は、前記風力発電所（１１２）の各風力発電設備（１００）ごとにそれぞれ設けられている、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１２】
前記風力発電所（１１２）の複数またはそれぞれの風力発電設備（１００）用の前記スイッチング装置（２８）内にサブセクタがそれぞれ定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電設備（１００）または風力発電設備（１００）のために定義されたサブセクタの範囲内にある１つ以上の飛行物体の位置が前記評価装置（２４）によって検出された場合、前記風力発電設備（１００）または各サブセクタに割り当てられた風力発電設備（１００）の前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオンする、あるいはスイッチオンしたように、設計されている、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１３】
前記風力発電所（１１２）の複数またはそれぞれの風力発電設備（１００）用の前記スイッチング装置（２８）内にサブセクタがそれぞれ定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電設備（１００）または風力発電設備（１００）のために定義されたサブセクタの範囲内に飛行物体がないことが前記評価装置（２４）によって検出された場合、前記風力発電設備（１００）または各サブセクタに割り当てられた風力発電設備（１００）の前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオフする、あるいはスイッチオフしたように、設計されている、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１４】
特に、前記風力発電所の所定のセクタおよび／または所定のサブセクタの、物体および地理データのトポロジーは、前記スイッチング装置（２８）に保存され、および／または、
前記評価装置（２４）は、前記カメラのデータ、特に、記録された画像を評価することによって物体の位置および地理データを検出し、検出された物体位置および地理データを前記スイッチング装置（２８）へ送信するために設計されており、前記スイッチング装置（２８）は、送信される前記データの時間不変物体位置および地理データを観測またはタグ付けすることにより、物体および地理データ、特に、前記風力発電所の所定のセクタおよび／または所定のセブセクタのトポロジーを生成するために設計されている、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１５】
少なくとも１つの前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオフするために、前記スイッチング装置（２８）は、データ信号、特に、放送信号中のフラグを、周期的に、前記航空機ビーコン装置（３０）に送信するように設計されている、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステムを有する風力発電所。
【請求項１７】
特に、請求項１から１５のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステムを有する風力発電所をビーコニングする方法であって、
少なくとも１つのカメラ（２０）を用いて画像を記録するステップ、
前記カメラのデータ、特に、記録された画像を、評価装置（２４）を用いて評価することで、飛行物体の位置を検出するステップ、
スイッチング装置（２８）を有する前記評価装置（２４）によって検出された前記飛行物体の位置に応じて、少なくとも１つの航空機ビーコン装置（３０）のスイッチをオンまたはオフするステップ、
を備えた方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電所航空機ビーコンシステム、すなわち、風力発電所のための飛行制限ビーコンシステム、およびこのような風力発電所航空機ビーコンシステムを有する風力発電所に関する。本発明は、また、風力発電所をビーコニングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術は、風力発電所の風力発電設備をビーコニングするために使用される航空機ビーコニングを行うシステムまたは航空機ビーコンシステムとして簡潔にするために以下でも言及される飛行制限ビーコンシステムを開示する。
航空機ビーコニングは、風力発電設備に配置され、視界不良あるいは夜間暗闇で飛行経路の領域に位置する風力発電設備を飛行物体に知らせるために使用される１つ以上のライトを備えている。
【０００３】
風力発電所のための多数の異なる航空機ビーコンシステムが知られている。第１のシステムによれば、例えば、航空機ビーコンシステムのライトの制御は、省エネルギーのためにそれらのスイッチが昼間にオフにされるように実行される。しかしながら、昼間に依存する航空機ビーコニングの制御は、航空機のビーコニングをオンに切り替える必要がある視界不良が、その日中にも発生する可能性があるという問題を伴う。さらに、夜間の風力発電施設の継続的なビーコニングは、風力発電施設の地域住民にとっては迷惑である。
【０００４】
よって、必要とされたときに航空機ビーコニングをオンに切り替えるために、より洗練された提案がすでになされている。このような要求は、飛行物体が風力発電設備または風力発電所の領域に近づいているときに必要とされる。
これらの既知の航空機ビーコンシステムによれば、飛行物体のアプローチは、例えば、飛行物体のトランスポンダ信号を検出し、検出に応じて、ライトをオンまたはオフに切り替える受動的二次レーダによって検出される。しかし、これらのシステムは、ここでは飛行物体のトランスポンダ信号などの外部信号に依存する。
【０００５】
独立したシステムも知られており、風力発電所の各風力設備に複数の能動レーダが設けられている場合には、飛行物体のトランスポンダ信号を除去することが可能である。しかし、アクティブレーダは非常に高価である。
能動型レーダのコストが高いため、例えば、放射されたノイズによって飛行物体を検出するためのマイクロホンアレイを提供し、したがってノイズの検出に応じてライトをオンまたはオフに切り替えるための提案がなされている 。
【０００６】
風力発電所航空機ビーコンシステムのための様々な解決策は既に知られているが、それらは実施するのに非常に高価であるか、または誤動作を完全に除外することはできない。例えば、受動レーダシステムの場合、トランスポンダ信号を送信するための飛行物体の送信ユニットが故障する可能性がある。
よって、本発明の目的は、一方で、不在のトランスポンダ信号による不具合が最小限に抑制され、他方で、好ましく信頼できる風力発電所航空機ビーコンシステムが提供されることで、既知のシステムの代替案を発見することにある。
【０００７】
本願の優先権主張出願について、ドイツ特許商標庁は、以下の先行技術文献をサーチした：米国特許出願公開第２０１６／００５３７４４号明細書、米国特許出願公開第２０１４／０３１３３４５号明細書、米国特許出願公開第２０１１／００４３６３０号明細書。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／００５３７４４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／０３１３３４５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／００４３６３０号明細書
【発明の概要】
【０００９】
よって、本発明によれば、風力発電所航空機ビーコンシステム、すなわち、風力発電所の風力発電設備の飛行制限ビーコニングを行うシステムが提案される。風力発電所航空機ビーコンシステムは、特に、ライトを備えた複数の航空機ビーコン装置を備えている。風力発電所航空機ビーコンシステムは、また、画像を記録する少なくとも１つのカメラを備えている。カメラは、例えば、画像または動画を記録するために設計されている。
【００１０】
また、風力発電所航空機ビーコンシステムは、飛行物体の位置、すなわち、飛行物体位置を検出可能な評価装置を備えている。評価装置は、カメラのデータ、特に、カメラによって記録された画像を評価することで、飛行物体位置を検出する。少なくとも１つのスイッチング装置により、少なくとも１つの航空機ビーコン装置が、評価装置によって検出された飛行物体位置に応じてスイッチオンまたはオフされる。
【００１１】
よって、非常に高価なレーダまたはトランスポンダシステムの使用は必要ない。また、本発明に係る解決策は、信頼できる代替案を示す。カメラの故障は、飛行トランスポンダの故障とは対照的に、すぐに気付くであろう。よって、例えば、永久にスイッチオンされる飛行ビーコン装置によって、故障したカメラの故障事例に即座に反応することができる。
【００１２】
一実施形態によれば、評価装置では、飛行物体の飛行経路は、カメラのデータ、すなわち記録された画像に基づいて、画像処理ソフトウェアによって検知される。飛行物体は、例えば、正確に追跡される。よって、風力発電所の領域に入って出て行く物体が正確に追跡されるだけでなく、例えば、カウントされることさえも可能である。よって、入って出て行く物体の数を比較することで、その時点において、航空機ビーコン装置のスイッチオンを必要とする風力発電設備の領域において、物体、すなわち、飛行物体が存在するか否かが常に知られる。
【００１３】
好ましい実施形態によれば、飛行経路が風力発電所の領域を再び離れることがない場合（例えば、救助ヘリコプターの着陸の場合であってもよい）、航空機ビーコン装置は、それが風力発電所の地域を再び離れるまでスイッチオンのままにすることもできる。しかし、別の実施形態によれば、飛行物体が風力発電所の領域に着陸し、次に、地上から離れて輸送されることが想定されるため、飛行経路が風力発電所の領域を決して離れることができないように、航空機ビーコニングは、所定の時間、例えば、１日だけオンのままである。
【００１４】
別の実施形態によれば、カメラはレンズを有している。カメラのレンズおよび評価装置は、特に、それらのサイズとは関係なく、カメラから所定の第１距離の範囲内に位置する飛行物体を検知するように、および／または、所定の第２距離の範囲外にある飛行物体を検知しないように、調整される。
したがって、それゆえ、第１距離と第２距離とは固定され、レンズと評価装置とは、例えば、評価装置のソフトウェアのある設計によっても達成され、第１距離によって定義されるよりもカメラに近い興味のある全ての飛行物体を検知するように調整される。したがって、より大きい飛行物体よりもカメラから近い距離にあるより小さい飛行物体だけが、検出されるが、レンズと評価装置の設計または調整の結果、大小の飛行物体は、カメラから第１距離よりも近い位置に来るときはいつでも検知される。
【００１５】
代替的または追加的に、第２距離によって定義されるよりもカメラから離れた位置にある興味のある飛行物体は全て検知されない。したがって、レンズと評価装置との設計または調整のために、大小の飛行物体は、いずれの場合も、それらがカメラから第２距離より離れている場合には特に検知されない。
別の実施形態によれば、少なくとも１対のカメラは赤外線カメラである。熱撮像カメラとしても知られている赤外線カメラは、赤外線を受光する従来のカメラと同様の撮像装置である。赤外線は、約０．７〜１０００μｍの波長範囲にある。よって、これらの飛行物体を検出するためのカメラの使用は、夜間の暗闇の中でも可能である。好ましくは、カメラは、風力発電設備または風力発電所の周辺の空域全体を単一のカメラで監視することができるように、水平におよび／または垂直に旋回および／または回転可能である。
【００１６】
別の実施形態によれば、少なくとも１つのカメラは、写真および／またはビデオカメラである。写真および／またはビデオカメラは、飛行ビーコンを１日ごとに切り換えるために使用することもできる。好ましくは、カメラは、風力発電設備または風力発電所の周辺の空域全体を単一のカメラで監視することができるように、水平におよび／または垂直に旋回および／または回転可能である。
【００１７】
別の実施形態によれば、カメラは、立体視カメラまたは立体視プロセスに基づいて動作するカメラである。選択的あるいは追加的に、風力発電所航空機ビーコンシステムは、少なくとも２つのカメラを有している。有利なことに、飛行物体からの距離は、最も簡単な方法によって検出することができる。この距離は、例えば、能動的オートフォーカスの領域から知られているようなエッジコントラスト測定を実行することによって、たった1つのカメラによっても検出することができるが、２台のカメラを用いて、距離検出をより迅速かつ正確に行うことができる。
【００１８】
したがって、まず、カメラデータ、すなわち、特に、カメラによって記録された画像に基づいて、評価装置内の画像処理ソフトウェアを用いて物体が検出される。次に、検出された物体の距離および／または高さ、すなわち、その位置が決定される。決定された位置に基づいて、１つまたは複数の航空機ビーコン装置をオンまたはオフに切り替えなければならないかどうかは、評価装置によって決定される。
【００１９】
別の実施形態によれば、風力発電所航空機ビーコンシステムは、少なくとも３つのカメラを備えている。さらに、カメラは、互いに離間して配置されていてもよい。これは、例えば、他の風力発電設備のロータブレードのために起こり得る、カメラの１つの例のための画像領域における障害にもかかわらず、対抗することを可能とする。
あるいは、カメラは、３６０度全周領域を監視することができるが、カメラの旋回や回転を不要にすることができるように、本質的に同じ位置に設けられていてもよい。したがって、メンテナンス作業を必要とする可動部品を不要とすることができる。
【００２０】
別の実施形態によれば、風力発電所航空機ビーコンシステムは、特に、ソナー装置、レーザ範囲測定装置、またはレーザ距離測定装置等の通過時間測定装置を有する、少なくとも１つの距離測定装置を備えている。よって、通過時間測定の原理に基づいて動作する、例えば、ソナー装置、またはレーザ距離測定装置等の距離測定装置は、結果として、単一のカメラの使用を可能とし、同時に、距離測定装置を用いたカメラによって検出された物体に対する正確な距離またはレンジ測定を可能とする。
【００２１】
別の実施形態によれば、風力発電所航空機ビーコンシステムは、移動送信機、特に無線飛行トランスポンダの信号を受信する少なくとも１つの受信機を備えている。したがって、移動送信機は、例えば、飛行物体に配置され、飛行物体を一意的に検知することが可能、あるいは少なくとも飛行物体の種別を検知することが可能な識別子、例えば、２４ビットの識別子を放射する無線飛行トランスポンダである。風力発電所航空機ビーコンシステムの受信機は、この信号を受信し、よって、送信機および受信機によって検出された物体を分類し、その飛行経路を追跡することができる。
【００２２】
したがって、例えば、飛行経路を横切る飛行物体は、互いに明確に区別される。
さらに、一方で、移動トランスポンダの信号によって、他方で、評価装置によって、風力発電所の領域に入る飛行物体を検知することができるため、風力発電所の領域内の飛行物体の冗長感知が可能になる。
この例示的な実施形態の別の側面によれば、移動送信機によって、そして、評価装置によって検出された飛行物体の飛行経路は、所定の期間、例えば、１年または半年の間、保存される。
【００２３】
保存されたデータは、風力発電所航空機ビーコンシステムのメンテナンス期間の間に取り出され、風力発電所航空機ビーコンシステムの正しい機能を確認するために使用される。この目的のために、例えば、異なる方法で同時に検出された同じ飛行物体の位置が比較される。一致した場合には、正常に機能する風力発電所航空機ビーコンシステムが仮定され、一致しない場合には、故障があると判断される。
【００２４】
別の実施形態によれば、風力発電所のスイッチング装置において、セクタが定義されてもよい。このセクタは、特に、上述した風力発電所の領域に対応する。そして、スイッチング装置は、風力発電所の周辺の所定のセクタの範囲内にある１つ以上の飛行物体の位置が評価装置によって検出される場合、少なくとも１つ、複数、あるいは全ての航空機ビーコン装置をスイッチオンする、あるいはスイッチオンしたように設計されている。
【００２５】
別の実施形態によれば、スイッチング装置は、また、風力発電所の周辺の所定のセクタの範囲内に飛行物体の位置、すなわち、飛行物体が存在しない場合、少なくとも１つの航空機ビーコン装置をスイッチオフする、あるいはスイッチオフしたように設計されている。
したがって、セクタの定義は、例えば、法定の規制またはガイドラインに沿って、飛行物体の存在が風力発電設備の航空機ビーコンのスイッチオンにつながらなくてはならない領域として定義される風力発電所の周りの領域を確立する。セクタは、スイッチング装置において、例えば、ｘ，ｙ，ｚ座標によって定義される３次元空間または領域に対応する。
【００２６】
したがって、このようなセクタは、例えば、風力発電所の風力発電設備が設置される地表面によって下側が定義される領域または空間を含む。セクタの上側は、その全体として、下側の上、少なくとも数百メートル、例えば、６００ｍにある面によって形成される。セクタの側面も、側面のそれぞれが、水平方向において風力発電所の外側に位置する風力発電設備によって定義される輪郭から少なくとも数キロメートル、特に、４ｋｍ離れている。
【００２７】
よって、航空機がこの領域、すなわち風力発電所の周辺の定義されたセクタに入ると、飛行物体に警告するために、スイッチオンされる。飛行物体がもはやその領域、すなわち定義されたセクタにない場合には、航空機ビーコン装置は、スイッチオフされる。よって、エネルギーコストをさらに削減しながら、適切な時間における飛行物体の警告が保証される。
【００２８】
別の実施形態によれば、風力発電所の各風力発電設備は、特に、正確に、水平に３６０度放射する２つにライトを含む、正確に１つの航空機ビーコン装置を備えている。したがって、飛行物体は、視界不良の中でそれぞれの個々の風力発電設備を検知し、それに応じて飛行経路を適合させることができる。
別の実施形態によれば、風力発電所の１つ以上の風力発電設備のためのスイッチング装置には、それぞれ複数のセブセクタが定義される。特に、各風力発電設備では、その自身のサブセクタは、スイッチング装置に定義されてもよい。各サブセクタは、スイッチング装置においてｘ，ｙ，ｚ座標によって定義される３次元空間または領域に対応する。
【００２９】
このため、各サブセクタは、例えば、それぞれのサブセクタに割り当てられた風力発電設備、またはそれぞれのサブセクタに割り当てられた風力発電設備が設置された地表面によって定義される下側の領域または空間を含む。各サブセクタの上側は、それぞれ、各サブセクタの下側の上、少なくとも数百メートル、例えば、下側の上、６００ｍにある表面によって形成される。各セクタの側面は、水平方向にそれぞれのサブセクタに割り当てられた風力発電設備または風力発電設備のそれぞれから少なくとも数キロ、特に、４キロ離れているように定義される。したがって、各サブセクタは、もちろん、サブセクタも重複していてもよいが、３次元空間に対応する。
【００３０】
スイッチング装置はまた、各風力発電設備のために定義されたサブセクタあるいは風力発電設備の範囲内にある１つ以上の飛行物体の位置が評価装置によって検出された場合には、風力発電設備の航空機ビーコン装置または風力発電設備を、スイッチオンする、または、スイッチオンしたように設計される。
他の実施形態によれば、スイッチング装置はまた、各風力発電設備のために定義されたサブセクタあるいは風力発電設備の範囲内に飛行物体の位置が評価装置によって検出されない場合には、風力発電設備の航空機ビーコン装置または風力発電設備を、スイッチオフする、または、スイッチオフしたように設計される。
【００３１】
よって、風力発電設備の航空機ビーコン装置の選択的なスイッチオンとスイッチオフとが可能になる。これは、例えば、数キロメートルの伝播方向を有する非常に大きな風力発電所の場合に、特に有利である。よって、このような風力発電所では、飛行物体がそれぞれの風力発電設備のサブセクタに入った時に、風力発電設備の航空機ビーコン装置をスイッチオンすることだけが重要である。
【００３２】
よって、例えば、東西に１０ｋｍの広がりを持ち、最初に風力発電所の西の境界の領域において飛行物体が接近した風力発電所では、例えば、飛行物体から約４〜５ｋｍの距離にある西側にある風力発電設備だけをスイッチオンすることができる。さらに東にある航空機ビーコン装置は、これらの航空機ビーコン装置の動作のためのエネルギーが削減されるように、最初、スイッチオフのままであってもよい。
【００３３】
別の実施形態によれば、物体と地理データのトポロジは、スイッチング装置に保存される。好ましくは、風力発電所の定義されたセクタおよび／または定義されたサブセクタの物体と地理データが保存されてもよい。
さらに、評価装置は、カメラによって記録された画像またはカメラデータを評価することで、物体位置と地理データとを検出し、検出された物体位置と地理データとをスイッチング装置へ転送するために設計されている。さらに、スイッチング装置は、送信されたデータの時間変化を観察することによって、あるいは特に時間不変データにタグ付けすることによって、物体および地理データ、特に、風力発電所の定義されたセクタおよび／または定義されたサブセクタのトポロジを生成するために設計されている。よって、これらの物体および地理データは、飛行物体ではなく、時間経過とともに観察されるときに当然変化する位置である。
【００３４】
したがって、航空機ビーコンをオンまたはオフに切り替える前に、評価装置によって検出された飛行物体が実際に飛行物体であるかどうかを確認することができる補助的なトポロジカルデータが、スイッチング装置に保存される。例えば、トポロジカルデータから道路または高速道路が取得され、したがって、道路または高速道路の領域内を移動する物体は、実際には飛行物体ではない物体として確定的に検証することができる。
【００３５】
さらに、トポロジカルデータは、風力発電所航空機ビーコンシステム自体を検証するために使用される。一実施形態によれば、保存されたトポロジカルデータに一致する評価装置によって検出されたトポロジカルデータによって、風力発電所航空機ビーコンシステムが正常に機能しているか否かをチェック、あるいは検証することが可能である。このようにして、例えば、検出されたトポロジカルデータが、保存されたトポロジカルデータと一致しないことを検証することにより、例えば、霧、または雹、雷を検出することもできる。
【００３６】
別の実施形態によれば、少なくとも１つの航空機ビーコン装置をスイッチオフするために、スイッチング装置は、データ信号、特に、放送信号中のフラグを周期的に、航空機ビーコン装置へ送信するように設計されている。
よって、航空機ビーコン装置へは、スイッチオン／オフ信号が送られるのではなく、周期的な「ビーコニングを抑圧する」信号が送られる。周期的とは、信号が固定間隔または可変間隔で繰り返し送信されることを意味する。この信号は、通常のビーコニング動作（ビーコンオフ）を抑制する、ビーコンされる全ての設備に、フラグの形態、好ましくは放送として送信されてもよい。この結果、フラグは、ビーコニングをスイッチオンするために必要な時にも使用され、このために解除された抑制、および結果として、動作、すなわちスイッチオンされた航空機ビーコン装置は、状況によって指示されるように実行される。
【００３７】
ここでの利点は、故障（フラグなし）の場合、航空機ビーコン装置がスイッチオンされ、結果的に、ビーコニングの安全な動作が保証される自律動作への切替が行われることである。
本発明はまた、前述した実施形態の１つに係る風力発電所航空機ビーコンシステムを持つ風力発電所に関する。
【００３８】
本発明はまた、ビーコニング、すなわち、航空機ビーコニングの方法、風力発電所に関する。その方法によれば、電磁波および／または音波は、送信ステーションによって放射される。さらに、電磁波および／または音波は、少なくとも１つの受信ステーションおよび／または送信ステーションによって受信され、飛行物体、すなわち、飛行物体の位置が、評価装置を用いて、電磁波および／または音波を放射および／または受信することによって検出される。
【００３９】
さらに、少なくとも１つの航空機ビーコン装置は、評価装置によって検出された飛行物体の位置に応じて、スイッチオンおよび／またはオフされる。
本発明の例示的な実施形態は、以下の図面を用いて例示しながら以下で詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】風力発電設備を示す図。
【図２】風力発電所航空機ビーコンシステムの例示的な実施形態を持つ風力発電所を示す図。
【図３】カメラを持つ風力発電設備のナセルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
ほぼ同一または同等の機能を持つ同じ要素については、図面において同じ符号を付して特定される。
図１は、タワー１０２、ナセル１０４を有する風力発電設備１００を示す。３つのロータブレード１０８を有するロータ１０６とスピナ１１０とは、ナセル１０４に設けられている。ロータ１０６は、運転時に、風によって回転運動するように設定され、それにより、ナセル１０４内の発電機を駆動する。
【００４２】
図１からの風力発電設備１００もまた、図２を参照して以下で説明されるように、風力発電所において、他の複数の風力発電設備１００と連係して動作される。
図２では、例えば、風力発電設備１００ａ〜１００ｃを有する風力発電所１１２が示されている。４つの風力発電設備１００ａ〜１００ｄは、同じであってもよいし異なっていてもよい。よって、風力発電設備１００ａ〜１００ｄは、原則として、風力発電所１１２の任意の数の風力発電設備１００の代表である。風力発電設備１００は、それらのパワー、すなわち、特に、発電グリッド１１４を介して生成された電力を供給する。この場合、生成された電力、または個々の風力発電設備１００の電力は、それぞれ合算され、通常、一般的にはＰＣＣとも呼ばれる給電ポイント１１８において、給電グリッド１１８に電力を供給する変圧器１１６が存在する。
【００４３】
図２は、たとえ電力制御が当然に存在する場合でも、例えば、如何なる電力制御も示さない風力発電所１１２の単純化された表現である。例えば、他の一実施例的な実施形態に言及すると、風力発電設備１００の出力にも変圧器が存在することにより、発電グリッド１１４を異なるように設計することもできる。
風力発電所航空機ビーコンシステムの例示的な実施形態も示されている。具体的には、風力発電設備１００ａ〜１００ｄは、それぞれカメラ２０を有している。
【００４４】
ここでは赤外線カメラであるカメラ２０を用いて、画像、すなわち熱画像が記録され、記録された画像は、データの形態、すなわち、カメラデータの形態で、評価装置２４へ送られる。
評価装置２４では、飛行物体位置、すなわち飛行物体の位置が、カメラデータを評価することによって検出される。この目的のために、移動する物体は、例えば、画像処理ソフトウェアを用いて、カメラによって記録された画像において自動的に検出され、検出された物体からの距離が決定される。距離決定は、通過時間の原則に基づいてレンジ測定を実施する、例えば、レーザ範囲測定装置を用いて実施される。
【００４５】
また、ここでは、例として、制御装置２６の構成要素も同様であるスイッチング装置２８が設けられている。スイッチング装置２８を用いて、各風力発電設備１００ａ〜１００ｄのナセル１０４上に配置された航空機ビーコン装置３０がスイッチオン、オフされる。したがって、航空機ビーコン装置３０は、評価装置２４によって決定された飛行物体の位置に応じて、スイッチオンまたはオフされる。
【００４６】
航空機ビーコン装置のスイッチオフのために、このため、データ信号は、スイッチング装置２８から周期的に航空機ビーコン装置３０へ送信される。このデータ信号は、例えば、全ての風力発電設備への放送信号に対応する。したがって、航空機ビーコン装置３０へは、スイッチオン／オフ信号ではなく、周期的な「抑制ビーコニング」信号が送られる。周期的とは、信号が、固定あるいは可変の間隔で、繰り返し送信されることを意味する。
【００４７】
この信号は、ビーコニング（ビーコニングオフ）の通常動作を抑制するフラグ、好ましくは、放送として、ビーコンされた全ての設備に対して送信されてもよい。この結果、フラグは、必要なときに、ビーコニングをオンするために使用されてもよい。信号がない場合、航空機ビーコン装置３０は、自動的にスイッチオンされる。
航空機ビーコン装置３０がスイッチオンまたはオフされるかどうかは、飛行物体の正確な位置に依存する。このため、セクタ３２が、スイッチング装置２８において定義される。このセクタ３２は、それは通常、３次元の広がり、すなわち、幅、高さ、および深さを有するが、例として、図２に２次元で示されており、風力発電設備１００ａ〜１００ｄは本質的にセクタ３２の中心に位置する。
【００４８】
セクタ３２の外側の境界は、通常、少なくとも水平方向において風力発電設備から数キロメートルの距離にあるが、図２では、セクタ３２は、風力発電設備１００ａ〜１００ｄに非常に近くに示されている。
飛行物体の位置、すなわち飛行物体位置が評価装置２４によってセクタ３２の範囲内で検出される場合、次に、例示的な実施形態によれば、他の飛行物体がすでに前もってセクタ３２内で検出された場合、航空機ビーコン装置３０がスイッチオンされる、あるいはスイッチオンのままにされる。
【００４９】
セクタ３２内に飛行物体が（もはや）存在しない、すなわち、セクタ３２内に飛行物体位置が検出されない場合には、航空機ビーコン装置３０はスイッチオフされる、またはスイッチオフされたままとなる。
ここでは、風力発電所１１２全体を形作るセクタ３２が示されている。もう１つの例示的な実施形態（ここでは示されない）によれば、しかし、各風力発電設備１００ａ〜１００ｄでは、それ自身のサブセクタが定義され、そして、評価装置２４によって別々に監視される。
【００５０】
したがって、風力発電設備１００ａ〜１００ｄの航空機ビーコン装置３０は、飛行物体が風力発電設備１００ａ〜１００ｄの各サブセクタに入った場合、あるいは、風力発電設備１００ａ〜１００ｄのこのサブセクタにおいて検出された場合、スイッチオンされる。したがって、飛行物体の位置に応じて個々の航空機ビーコン装置３０を選択的にスイッチオンにすることができる。特に、数キロメートルの領域にわたって広がる大規模な風力発電所の場合、よって、航空機ビーコン装置３０は、実際に飛行体物体にとっての危険を表す風力発電所１１２の一部でのみ動作することができる。
【００５１】
図３は、風力発電設備１００のナセル１０４の前面図を拡大して示している。アンテナキャリア３４は、ナセル１０４に配置されており、ナセル１０４に強固に接続されている。アンテナキャリア３４は、カメラ２０を有している。カメラ２０は、レンズ３６と、距離測定装置３７、いわゆる、レーザレンジ測定装置も有している。カメラ２０は、水平および垂直に旋回可能である。
【００５２】
別の実施形態（ここでは示されない）によれば、カメラ２０には、３６０度全周の視野がある光学ユニットが設けられている。この結果、この場合、カメラ２０の旋回は不要である。
また、風力発電設備１００の航空機ビーコン装置３０を共に形成する２つのライト３８が設けられている。互いに距離をあけたライト３８の配置は、ロータブレード１０８による部分的なシャドーイングにもかかわらず、風力発電所航空機ビーコンシステムが正常に機能することが保証されるように、システムが複製されることを意味している。
【図１】
2019527312.tif 000003
【図２】
2019527312.tif 000004
【図３】
2019527312.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月12日(2018.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの航空機ビーコン装置（３０）と、
画像を記録する少なくとも１つのカメラ（２０）と、
前記カメラのデータを評価することによって、飛行物体の位置を検出する評価装置（２４）と、
前記評価装置によって検出された前記飛行物体の位置に応じて、少なくとも１つの航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオンまたはオフする少なくとも１つのスイッチング装置（２８）と、
を備えた風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項２】
前記カメラ（２０）のレンズ（３６）と前記評価装置（２４）とは、前記カメラの所定の第１距離の範囲内に位置する飛行物体を検出するように、および／または、所定の第２距離の範囲外にある飛行物体を検出しないように、調整される、
請求項１に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項３】
少なくとも１つのカメラ（２０）は、赤外線カメラである、
請求項１または２に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項４】
少なくとも１つのカメラ（２０）は、写真および／またはビデオカメラである、
請求項１から３のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項５】
前記カメラ（２０）は、立体視プロセスに基づいて動作する立体カメラ（２０）またはカメラ（２０）である、および／または、前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、少なくとも２つのカメラ（２０）を備えている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項６】
前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、少なくとも３つのカメラ（２０）を備え、前記カメラは、互いに離れた位置、あるいは本質的に同じ位置に配置されている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項７】
前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、ソナー装置および／またはレーザ範囲測定装置またはレーザ距離測定装置のような、少なくとも１つの距離測定装置（３７）を有している、
請求項１から６のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項８】
前記風力発電所航空機ビーコンシステムは、移動体送信機の信号を受信する少なくとも１つの受信機を有している、
請求項１から７のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項９】
前記風力発電所用の前記スイッチング装置（２８）内にセクタ（３２）が定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電所（１１２）周辺の所定の前記セクタ（３２）の範囲内にある１つ以上の飛行物体の位置が前記評価装置（２４）によって検出された場合、少なくとも１つの前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオンする、あるいはスイッチオンしたように、設計されている、
請求項１から８のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１０】
前記風力発電所用の前記スイッチング装置（２８）内にセクタ（３２）が定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電所（１１２）周辺の所定の前記セクタ（３２）の範囲内に飛行物体がないことが前記評価装置（２４）によって検出された場合、少なくとも１つの前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオフする、あるいはスイッチオフしたように、設計されている、
請求項１から９のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１１】
正確に１つの航空機ビーコン装置（３０）は、前記風力発電所（１１２）の各風力発電設備（１００）ごとにそれぞれ設けられている、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１２】
前記風力発電所（１１２）の複数またはそれぞれの風力発電設備（１００）用の前記スイッチング装置（２８）内にサブセクタがそれぞれ定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電設備（１００）または風力発電設備（１００）のために定義されたサブセクタの範囲内にある１つ以上の飛行物体の位置が前記評価装置（２４）によって検出された場合、前記風力発電設備（１００）または各サブセクタに割り当てられた風力発電設備（１００）の前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオンする、あるいはスイッチオンしたように、設計されている、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１３】
前記風力発電所（１１２）の複数またはそれぞれの風力発電設備（１００）用の前記スイッチング装置（２８）内にサブセクタがそれぞれ定義され、前記スイッチング装置（２８）は、前記風力発電設備（１００）または風力発電設備（１００）のために定義されたサブセクタの範囲内に飛行物体がないことが前記評価装置（２４）によって検出された場合、前記風力発電設備（１００）または各サブセクタに割り当てられた風力発電設備（１００）の前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオフする、あるいはスイッチオフしたように、設計されている、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１４】
物体および地理データのトポロジーは、前記スイッチング装置（２８）に保存され、および／または、
前記評価装置（２４）は、前記カメラのデータを評価することによって物体の位置および地理データを検出し、検出された物体位置および地理データを前記スイッチング装置（２８）へ送信するために設計されており、前記スイッチング装置（２８）は、送信される前記データの時間不変物体位置および地理データを観測またはタグ付けすることにより、物体および地理データのトポロジーを生成するために設計されている、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１５】
少なくとも１つの前記航空機ビーコン装置（３０）をスイッチオフするために、前記スイッチング装置（２８）は、データ信号を、周期的に、前記航空機ビーコン装置（３０）に送信するように設計されている、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステム。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の風力発電所航空機ビーコンシステムを有する風力発電所。
【請求項１７】
風力発電所航空機ビーコンシステムを有する風力発電所をビーコニングする方法であって、
少なくとも１つのカメラ（２０）を用いて画像を記録するステップ、
前記カメラのデータを、評価装置（２４）を用いて評価することで、飛行物体の位置を検出するステップ、
スイッチング装置（２８）を有する前記評価装置（２４）によって検出された前記飛行物体の位置に応じて、少なくとも１つの航空機ビーコン装置（３０）のスイッチをオンまたはオフするステップ、
を備えた方法。
【国際調査報告】
2019527312.tif 000006
2019527312.tif 000007
2019527312.tif 000008
2019527312.tif 000009